In Quantentechnologien steckt viel Potenzial. Doch um es ausschöpfen zu können, sind große Herausforderungen zu lösen. Diese geht jetzt ein neues internationales Forschungsprojekt mit Künstlicher Intelligenz (KI) an. Ziel ist es, komplexe Quantensysteme besser zu verstehen. Das Projekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft, DFG, gefördert.

In der neuen Podcast-Folge „UniA Research to go“ spricht Universitätspräsidentin Prof. Dr. Sabine Doering-Manteuffel mit dem Quantenphysiker Prof. Dr. Markus Heyl. Sie wagen sich in ein Wissenschaftsfeld vor, dass sich nicht einfach erschließt, aber aus unserem Alltag nicht wegzudenken ist. Denn ohne Erkenntnisse aus der Quantenmechanik wären Laser, Smartphones und Computer nicht vorstellbar.

We formulate a quantum version of the hard-disk problem on lattices, which exhibits a natural realization in systems of Rydberg atoms. We find that quantum hard disks exhibit unique dynamical quantum features in 1D and 2D. We link this peculiar quantum behavior to quantum many-body scars. Our study highlights the potential of constrained 2D quantum matter to display unique dynamical behaviors.

Ein internationales Team von Physikern unter Beteiligung der Universität Augsburg hat eine Theorie entwickelt, mit der man die Eigenschaften sogenannter bosonischer Quanten-Quasikristalle berechnen kann. Die exotischen Materialien sind im Experiment noch nicht beobachtet worden, sollten sich aber herstellen lassen. Die Studie wurde nun in den Physical Review Letters veröffentlicht.

Due to a new method, artificial neural networks, as used in machine learning, will be able to be trained quicker so as to be able to solve complex problems in quantum mechanics. For example, previously unexplained properties of a special state of matter, the quantum spin liquid, can be calculated, something that has not been possible with any previous method to date. This has been made possible by a new optimisation method developed by the Institute of Physics.

Prof. Dieter Vollhardt was awarded an honorary doctorate by the University of Warsaw last week in recognition of his scientific achievements and longstanding collaboration with theoretical physicists at the University of Warsaw.

The Centre for Electronic Correlations and Magnetism (EKM) was established in the early 1990s. Since then, it has become a top research institute in the field of quantum mechanics. The meeting of the scientific advisory board of the EKM in Augsburg, composed of leading experts in the field, confirms this.

Dem theoretischen Physiker Dieter Vollhardt wurde in den USA die "2022 Feenberg Memorial Medal" verliehen. Vollhardt, ehemaliger Inhaber des Lehrstuhls für Theoretische Physik III/Elektronische Korrelationen und Magnetismus am Institut für Physik der Universität Augsburg, erhielt die hohe Auszeichnung zusammen mit Antoine Georges (Frankreich) und Gabriel Kotliar (USA).

Ein internationales Team von Physikern unter Beteiligung der Universität hat erstmals eine wichtige theoretische Vorhersage der Quantenphysik bestätigt. Die Berechnungen dazu sind so komplex, dass sie bislang selbst Supercomputer überforderten. Den Forschern gelang es jedoch, sie mit Methoden aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz deutlich zu vereinfachen.

Digital quantum simulation on quantum computers provides the potential to simulate the unitary evolution of any many-body Hamiltonian with bounded spectrum by discretizing the time evolution operator through a sequence of elementary quantum gates. A fundamental challenge in this context originates from experimental imperfections, which critically limits the number of attainable gates...

In this work, we combine quantum renormalization group approaches with deep artificial neural networks for the description of the real-time evolution in strongly disordered quantum matter. We find that this allows us to accurately compute the long-time coherent dynamics of large many-body localized systems in nonperturbative regimes including the effects of many-body resonances.

Disorder-free localization has been recently introduced as a mechanism for ergodicity breaking in low-dimensional homogeneous lattice gauge theories caused by local constraints imposed by gauge invariance. We show that also genuinely interacting systems in two spatial dimensions can become nonergodic as a consequence of this mechanism.